Перекис водню

μ-1κO, 2κO’-діоксид водню, пергідрол, перекис водню (застаріла)

повністю змішується з водою

0,5 мл м −3 або 0,71 мг м −3 [1]

Перекис водню (H2O2) - блідо-блакитна, у розведеному вигляді безбарвна, переважно стійка рідка сполука, виготовлена з водню та кисню. Він дещо більш в’язкий, ніж вода, слабка кислота і, в порівнянні з більшістю речовин, дуже сильний окислювач, який як такий бурхливо реагує з такими речовинами, як напр. Б. мідь, латунь, йодид калію реагують і, отже, діють як сильний відбілювач та дезінфікуючий засіб. У висококонцентрованій формі він може використовуватися як як одиничний, так і як компонентний ракетний газ.

Надалі рекомендовані знання спеціалістів

Безпечний діапазон зважування для забезпечення точних результатів

Щоденний візуальний огляд лабораторних ваг

Яка чутливість моєї шкали?

Зміст

Фізичні властивості

Молекула H2O2 кутова (двогранний кут = 111 °). Через сильну поперечну зв’язку через мости водню чиста перекис водню дуже в’язка. Оскільки висококонцентрований (= майже безводний) H2O2 нестійкий і мимовільно розкладається під час вибуху, особливо при контакті з металами, він, як правило, доступний у продажу як максимум 35% розчин у воді. Однак для промислового використання також існують концентрації 50% H2O2 у воді.

Контакт з розчином перекису водню понад 20% може спричинити опіки. Тому під час роботи слід носити захисні рукавички.

Виробництво

У минулому перекис водню в основному отримували електролізом сірчаної кислоти. Утворюється пероксодісульфатна кислота, яка потім знову гідролізується до сірчаної кислоти та перекису водню.

Сьогодні перекис водню технічно отримують за допомогою процесу антрахінону. Для цього антрагідрохінон під тиском перетворюється на перекис водню та антрахінон з атмосферним киснем. На наступному етапі антрахінон можна знову відновити до антрагідрохінону з воднем і т. Д. Загальне рівняння:

У лабораторних масштабах перекис водню також виробляється при обробці пероксидів кислотами. Історично важливим реагентом є пероксид барію, який реагує в розчині сірчаної кислоти з утворенням пероксиду водню та сульфату барію.

Молярними ентальпіями формації є:

ΔfH 0 газ: -136,11 кДж/моль
ΔfH 0 рідини: -188 кДж/моль
ΔfH 0 золь: -200 кДж/моль

Хімічні властивості

Перекис водню має властивість розщеплюватися на воду та кисень. Виділяється енергія 98,02 кДж/моль:

Непропорціонування двох молекул перекису водню з утворенням води та кисню.

Ця реакція розкладу каталізується, зокрема, іонами Mn 2+ - (див. Докази) або іншими іонами важких металів, I - та OH -. З цієї причини до розчинів H2O2 на ринку додають стабілізатори (включаючи фосфорну кислоту). Це потужний окислювач. Коли ступінь окислення знижується з -I до -II, єдиними продуктами реакції є вода та кисень. Складно відокремлювані або руйнуючі побічні продукти не виробляються, що спрощує їх використання в лабораторії.

У порівнянні з більш сильними окислювачами (наприклад, перманганатом калію) він також може діяти як відновник.

Перекис водню - дуже слабка кислота; його неорганічні солі та органічні ефіри - це гідропероксиди та пероксиди.

доказ

Для якісного виявлення до розчину нейтральної проби додають іони Mn 2+ (наприклад, MnSO4). Якщо з’являється газ, для тесту на кисень використовується тест свічення мікросхеми. Якщо це виявиться позитивним, оскільки мікросхема свічення світиться, присутній H2O2.

Доказ як перекис хрому (CrO (O2) 2)

Зробити репетицію фестивалю. Тріоксид хрому CrO3 утворює пероксид водню в сильнокислому діапазоні (визначення рН у вигляді іона пероксотітаніл (IV) ([Ti (O2) OH +])

Виявлення за допомогою "титанового жовтого" (не плутати з однойменним барвником) є дуже чутливим. (Безбарвний) іони титану (IV) виробляють інтенсивно оранжево-жовтий забарвлений іон пероксотитанілу навіть зі слідами перекису водню. І навпаки, речовина також може бути перевірена на титан (IV) з перекисом водню.

Виявлення за допомогою перманганату калію

Для визначення концентрації у водних розчинах, напр. Б. відбілюючі ванни. Визначення проводять оксиметрично за допомогою n/10 розчину перманганату калію в розчині сірчаної кислоти (зміна на постійний блідо-рожевий колір (приблизно 1 хв. Стійкий) згідно наступного рівняння:

фізіологія

Перекис водню дуже їдкий, особливо як пара. Якщо на шкіру потрапила перекис водню, слід добре промити ділянку водою (розведенням) або, принаймні, негайно видалити її з шкіри. Він швидко вбиває клітини шкіри, які потім біліють.

Загалом, перекис водню має цитотоксичну дію і завдяки своїй високій токсичності знезаражує багато прокаріотичних мікроорганізмів.

Перекис водню утворюється в численних біохімічних процесах. У біологічному циклі він виникає в результаті окисного метаболізму цукру. Організм захищається від його токсичної дії за допомогою ферментів - каталаз, пероксидаз - які знову розщеплюють його до нетоксичних O2 і H2O.

Після запліднення спермою жіноча яйцеклітина ненадовго виробляє низькі концентрації перекису водню для знищення інших сперматозоїдів.

Крім того, перекис водню є сигнальною молекулою для індукції захисту рослини від патогенних мікроорганізмів (аспект цитотоксичності).

використання

Відбілювач

Перекис водню є відбілюючим агентом, тому він використовується в косметиці для відбілювання волосся та відбілювання зубів. Його часто використовують як пероксид, зв’язаний з карбамідом.

Платинова блондинка, максимальному уникненню кольору волосся, людство зобов'язане перекису водню. Надзвичайно реактивна рідина руйнує кольорові пігменти у волоссі. [2]

Найбільше застосування у світі можна побачити в екологічно чистому відбілюванні целюлози. Целюлоза виготовляється з деревини, а лігнін, що в ній міститься, вибілюється H2O2. Основне використання целюлози - виготовлення паперу, серветок, носових хусток тощо.

У торгівлі перекис водню використовується для відбілювання - тобто для освітлення деревини, напр. Б. при реставрації або реконструкції.

Перекис водню або відбілюючі речовини, що містять перекис водню, такі як суміш пероксиоцтової кислоти та пероксиду водню, також використовуються в рекламній мові, використовуючи вигадане слово Активний кисень призначений.

Дезінфекція та стерилізація

Для дезінфекції перекис водню використовується як тривідсотковий розчин у роті та горлі, напр. Б. в стоматології; Він також використовується для дезінфекції контактних лінз у засобах для чищення контактних лінз та для дезінфекції пакувальних матеріалів, а також для дезінфекції рук. Він також використовується в кремах для шкіри для обличчя, щоб відкрити пори і таким чином боротися з прищами та шкірними домішками. Він часто використовується для очищення промислових стічних вод і в технології басейнів для знезараження води.

У харчовій промисловості 30% перекис водню використовується в асептичних системах наповнення для стерилізації ПЕТ-пляшок. Численні продукти (напої, молоко, молочні продукти, соуси, супи тощо) асептично упаковують у картонні коробки, чашки, пляшки та фольгу для поліпшення терміну зберігання та якості продукції. Найчастіше застосовуваний процес заснований на стерилізації концентрованою перекисом водню (35%). Високий бактерицидний ефект H2O2, екологічна сумісність та хороша технічна доцільність є причинами широкого використання цього процесу. В практичній практиці розрізняють процеси розпилення та занурення у ванну.

Подача кисню

Перекис водню можна використовувати для постачання кисню в акваріумах. Кисень утворюється в окислювачі. Для цього в посудині в акваріумі перекис водню розщеплюється на воду та кисневі радикали за допомогою каталізатора.

Використання декількох ефектів одночасно

Під час реконструкції внутрішніх приміщень перекис водню можна використовувати для боротьби із зростанням цвілі. Він може - як дезінфікуючий засіб - вбивати біологічно активні клітини (фунгіцид) і знищувати спори (спорицид). Як відбілювач він також може Ні Зніміть залишки покриття - на білій пористій поверхні - "оптично нешкідливими". Перекис водню краща за спирт або гіпохлорит натрію, оскільки ці речовини є побічними продуктами, такими як Б. може утворювати солі в надрах. У порівнянні з перекисом водню алкоголь не є ні спороцидним, ні відбілюючим.

Перекис водню також використовується для відбілювання та дезінфекції при підготовці кісток. У стоматології H2O2 використовується для місцевої дезінфекції тканин зуба та для гемостазу при незначних втручаннях.

У сільському господарстві перекис водню використовується для дезінфекції теплиць і для оксигенації в живильних розчинах з гідропоніки.

біологія

Для визначення бактеріальних культур тест на каталазу проводять за допомогою 3% розчину перекису водню. Більшість аеробних та факультативних анаеробних бактерій, а також грибів мають фермент каталазу, здатну розщеплювати токсичний для клітин H2O2.

Перекис водню може використовуватися в криміналістиці для виявлення крові. Луї Жак Тенар в 1818 р. Виявив, що пероксидаза гемоглобіну розкладає перекис водню. Крістіан Фрідріх Шенбейн розробив для цього тест на кров у 1863 році. Однак сьогодні для виявлення крові використовується більш чутливий тест Кастла-Мейєра.

Перекис водню експериментально використовується в біології для індукування запрограмованої загибелі клітин в ізольованих еукаріотичних клітинах.

Їдкий

У мікроелектроніці суміш сірчаної кислоти та перекису водню - так звана «піранья» - використовується для очищення поверхні пластин та створення тонкого гідрофільного оксидного шару на пластинах товщиною 3–4 нм. У наш час назва «SPM» (Сульфатна перекисна суміш) є більш поширеною. Основне застосування - видалення фоторезисту.

При виготовленні друкованих плат (друкованих плат) для видалення міді використовують ванни з травленням хлоридом міді:

. Елементарна мідь реагує з хлоридом міді (II), утворюючи хлорид міді (I). Це пропорціонування.

Перекис водню використовується разом із соляною кислотою для регенерації хлорно-мідних травильних ванн:

. Хлорид міді (II) регенерується шляхом взаємодії хлориду міді (I) з перекисом водню та соляною кислотою. Атом міді в процесі окислюється.

Додавання перекису водню та соляної кислоти контролюється за допомогою окислювально-відновного потенціалу.

Ракетно-торпедні двигуни

Він використовувався в концентрованому вигляді як джерело енергії або кисню (розкладання через діоксид марганцю) в ракетних рушійних системах (таких як: Max Valier, Messerschmitt Me 163) та підводних рухових системах (Walter U-Boot). Перекис водню, який розкладався за допомогою марганцевокислого калію, також використовувався як паливо для паливних насосів А4 (500 к.с.). Нерозкладена перекис водню використовувалася як кисневий носій у рідкій формі при нормальній температурі в британських ракетах (наприклад, Чорна стріла) і спалювалася там гасом.

Перекис водню має тенденцію до безконтрольного розкладання. 16 липня 1934 р. Д-р. Курт Вамке та два техніки в Куммерсдорфі під час вибуху двигуна, що працює на основі перекису водню. Через небезпеку використання та поводження (корозійні ефекти, неконтрольоване розкладання, вибух при забрудненні в резервуарі та системі трубопроводів) сьогодні використання обмежується малими ракетними двигунами (спроби реєстрації, керування двигунами).

Затоплення російської атомної підводного човна Курськ у 2000 р., за чутками, це було викликано витоком перекису водню з резервуара в торпеді та подальшою реакцією з мідними частинами, що спричинило розрив торпеди.

Виробництво вибухових речовин

У присутності відповідного каталізатора перекис водню реагує з ацетоном, утворюючи перекис ацетону. Пероксид ацетону є вибуховою речовиною, але комерційно не використовується через небезпечне поводження. Точніше, пероксид ацетону також відомий як трипероксид триацетону, або скорочено TATP. Інші вибухові речовини, виготовлені з перекисом водню, включають гексаметилентрипероксиддіамін (HMTD).

За словами експертів з Інституту хімічної технології імені Фраунгофера, TATP використовується в більшості терактів-смертників в Ізраїлі. [3] Напади 7 липня 2005 року на лондонське метро (55 загиблих) також були здійснені разом з TATP. Нарешті, 4 вересня 2007 року в Обершледдорі в регіоні Зауерланд було заарештовано трьох ісламістів, які пройшли навчання в Пакистані, які хотіли виготовити ТАТП із 730 кілограмів 35% розчину перекису водню для нападу на американські заклади та ресторани в Німеччині, які відвідували громадяни США. [4] [5] [6]

З іншого боку, експерти не знають докладно, як терористи могли детонувати ТАТП, вироблену з перекисом водню, контрольованим способом. Перш за все, спроба контрабанди рідких вибухових речовин до літака, яка не була успішною в Лондоні в 2007 році, викликала сумнів у тому, що на борту може бути виготовлена підходяща пероксид ацетону за допомогою контрабандних флаконів з перекисом водню та ацетоном. [7]